59564119 9 Proceso de Metalizado

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PROCESOS Y TECNICAS DEAPLICACIN DEMICROPOLVOS


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Tecnologia de Rociado Termico

Aplicacin de recubrimientos protectores:

Desarrollo vertiginoso en esta ltima dcada debido a:

Tendencia a mejorar las eficiencias de sistemasmecnicosaumento solicitaciones mecnicas-trmicasdesarrollo de nuevas aleacionesmetlicas y no metlicas

Necesidad de aumentar vida til de partes y piezas

generar economia Tendencia de efectuar recubrimiento a pieza antes de

entrar en serviciorecubrir nuevamente despues dedesgaste


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Tecnologia de Rociado Termico

Fundamentos Sistema genrico compuesto de:

Material a depositar: bobinas de alambre,micropolvos metlicos, carburos, cermicas yplsticos

Unidad de proyeccin: procesa fuente de energa,incorpora material a depositar

Fuente de energa: puede ser gases (oxgeno yacetileno), energa elctrica para producir arcoplasma o cortocircuito


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Clasificacin de los Procesos

Se clasifican en funcin del tipo de adherencia conmetal base:

Metalizado: adherencia mecnica, sin difusinatmica entre aleacin y metal base

Fusin: adherencia metalrgica entre aporte ymetal base


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Proceso de Metalizado

Historia

1920 se desarrolla una pistola porttil demetalizado

Entre 1930 y 1950 se logra notable avance endesarrollo

1950 en adelante los procesos de metalizado seaceptan ampliamente en campo industrial

Hoy; gran aceptacin en industria, debido aprogreso en produccin de polvos regulando yuniformando calidad de aleaciones


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Caractersticas Aplicable en cualquier tipo de metal o aleacin

metlica a excepcin de Cu puro Temperatura metal base no excede 250 C Depsitos de porosidad controlada, entre 1 a 6% Buena resistencia al desgaste friccional, abrasivo

y erosivo En general, depsitos no admiten accin de carga

puntual Rango de durezas entre 70 Rb y 60 Rc


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Esquema Proceso

Metal Base

Distancia L

Depsito

Micropolvo

Unidad deProyeccin

O2y C2H2


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Proceso de Metalizado Mecanismo de adherencia (1 de 3)

T de llama aprox. 3100C Micropolvo se inyecta a 20Ctransferencia de

calor a partculase calienta y plastifica Aumenta E trmica y aceleracin de partcula

aumenta E cintica Partculas impactan sobre superficie de pieza

deformacinse entraban mecnicamente Adherencia se atribuye a entrabamiento mecnico

y difusin localizada Grado de adherenciaE trmica y velocidad de

partcula (dep. de cada sistema)


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Mecanismo de adherencia (3 de 3)

Aumenta E trmicaaumenta E cinticaaumenta calidad deldepsito

Ejemplo: Sistema 1 E trmica = 25 000 BTU/h

Velocidad partcula = 70 m/s

Depsito = aleaciones medio pto. Fusin, altaporosidad, partculas no plastificadas,

etc.

Sistema 2 E trmica = 80 Kw

Velocidad partcula = 600 m/s

Depsito = denso uniforme, doble resistenciaque Sist. 2, aleaciones tipo refractario,etc


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Variables incidentes en transferencia de calor llama-partcula (1 de 2)

Dados e(energa trmica), V(velocidad) y L(distancia

a la pieza), la eficiencia de transferencia de calorllama/partcula depende de tamao y forma de sta

Sist. de alto poder calorfico y partcula de nominalmenor que requeridoexcesiva transferencia de

calor por unidad de superficie

oxidacin por alta T partcula de nominal mayor que requeridono

absorbe suficiente calorno plastificano fundeno hay entrabamiento mecnico


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Proceso de Metalizado Variables incidentes en transferencia de calor llama-

partcula (2 de 2)

Forma de partcula

Distribucin uniforme de partculas esfricas

absorbe calor en trayectoria de manera uniforme Partculas de forma angular absorben calor desde

su seccin ms dbil (puntas)oxidacin por altaT de aristas

Corolario: Tamao y forma de partculas se puedencontrolar con proceso de fabricacinparmetros msimportantes que determinan la calidad de una aleacinmicropulverizada


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Mecanizado de Recubrimientos Recubrimientos efectuados con Durotec 19910 y

Proxon 21041 deben terminarse por esmerilado demanera de obtener una superficie pulida

Caractersticas de abrasivos recomendados:

Tipo de abrasivo C o SiC (Carburos desilicio)Tamao de grano 30 a 60 (mediano)Estructura 3 a 4 (densa)Aglomerante V (vitrificado)

Muelas de carborundum dan excelentes resultados,parmetros de referencia

Velocidad de piedra 1800 m/mminVelocidad de la pieza 15 m/min

Avance transversal 1 m/min


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Sistemas de Metalizado

Sistema ROTOTEC Deposito de aleaciones micropulverizadas sobre piezas

cilndricas sometidas a desgaste. Fuente trmica llamaoxiacetilnica

Equipamiento bsico Cilindros y reguladores estndar de O2y Acetileno Pistola para metalizado Aleaciones micropulverizadas de base y recubrimiento

final Herramienta calzada de carburo de tungsteno Lpices trmicos de 100 y 250C

Presiones de trabajo: 0.5 kg/cm2(7 psi) Acetileno y 1.0kg/cm2(14 psi) O2


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Sistemas de Metalizado Sistema ROTOTEC

Debe emplearse una aleacin de liga entre el material basey el micropolvo de revestimiento

Aplicaciones: Reconstruccin de superficies cilndricas desgastadas

por friccin Abrasin o erosin de ejes de bombas Muones de ejes de levas Descansos Ejes de ventilador Pistones hidrulicos reas de sellado reas de empaque Ajustes de precisin etc


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Sistema ROTOTEC I-A

Emplea equipamiento similar al anterior

Pistola permite obtener un mayor aporte de energa calrica

posibilitando el uso de las aleaciones Proxon, sin necesidadde emplear aleacin base de liga

Presiones de trabajo: 0.6 kg/cm2(8 psi) Acetileno y 1.4kg/cm2(20 psi) O2


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Sistema ROTOTEC I-AAplicaciones Tpicas

Industria: Papel, Pulpa

Pieza: Rotor de bomba

Producto: ProXon 19132

Incremento vida til 200%

Industria: Textil

Pieza: Cigueal



Industria: UtilitariaPieza: Camisa de rodillo



Industria: TallerPieza: Eje



Industria: Impresin

Pieza: Rodillo impresinProducto: ProXon 19132


Industria: Qumica

Pieza: sello de bombaProducto: ProXon 19132



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Sistema TERODYN 2000/2000

Depsito de aleaciones micropulverizadas sobre superficiesplanas y cilndricas

Alto poder calorfico (sobre 75 000 BTU/h) dimensionamiento

exacto del tipo de llama en funcin de la aleacin a proyectar Control exacto de la alimentacin del polvo durante la

proyeccin

Posibilidad de proyectar 3 tipos diferentes de aleacin:

Aleaciones metlicas de rociado sin capa base: PROXON

21XXX Aleaciones cermicas: METACERAM 25XXX

Aleaciones autofundentes: ROTOFUSE


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Sistema TERODYN 2000/2000

Equipo

Gases: fuente oxiacetilnica

Reguladores: de dos etapas para minimizar cada depresin

Medidor de flujo de gases: regulacin de flujo en funcinde la aleacin

Regulador filtro de aire: proporcionar aire comprimido

seco y limpio Unidad de proyeccin


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Sistema TERODYN 2000/2000 Unidad de proyeccin

Vlvulas de control de flujo de Ac y O2 Vlvula micromtrica de control de alimentacin Boquillas

Porta mdulos Rotojets

Aumenta velocidad de partcula Controlar configuracin de rociado Eliminar humos generados Evitar sobrecalentamiento de la pieza

Extensin


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Sistemas de Metalizado Sistema TERODYN 2000/2000

Consideraciones de Uso

Revisar manifold de gases y lectura de medidor de flujo

Revisar perforaciones de las boquillas asegurndoseque estn cilndricas

Evitar la entrada de acetona al soplete proveniente delcilindro de acetileno

No utilizar chisperos de copa, para evitar la acumulacinde mezcla de gases

No apagar el soplete antes de cortar el suministro depolvos


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Defectos en los depsitos de

metalizado Incidencia de parmetros

E calrica: relacionada con el diseo de la pistola, puede serafectada por:

Presiones inadecuadas de gases de combustin

Flujos inadecuados

< E calricapobre plastificacin y entrabamiento departculas

> E calricasobrecalentamiento de la partcula,

oxidacin


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Defectos en los depsitos demetalizado

Incidencia de parmetros

Velocidad de proyeccin: bajaimpide entrabamientopobre adherencia

Distancia o tiempo: cortoimposibilita plastificacindepsito poroso

pobre adherencia.

Largoexcesiva transferencia de caloroxidacin


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Practicas Seguras en Procesos de

Rociado Trmico Luminosidad: Utilizar lentes oscuros adecuados para proteger al

operador. Grado de opacidad 5 a 8 de acuerdo AWS Humos: Proveer ventilacin adecuada mediante. Evitar humos

de plomo y aleaciones de plomo y cadmio Lmites permisibles de concentracin de diversos elementos

para una exposicin de 8 horas diarias: Plomo 0.15 mg/m3de aire Cadmio 0.10 mg/m3de aire Cromo 0.10 mg/m3de aire Manganeso 6.0 mg/m3de aire (oxido de cromo) Nitrgeno 25 ppm medido como oxido nitroso Ozono 1 ppm medido como O3


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Prcticas Seguras en Procesos de

Rociado Trmico Elementos en suspensin: generacin de elementos en

suspensin en rociado trmico esta por debajo de los niveles

mximos permisiblesbastar con emplear un sistema deventilacin abierta o forzada

Utilizar casetas de ventilacin


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Procesos de Fusin

Caractersticas

Temperatura de aplicacin superficial de 950 C

Depsitos son densos e impermeables

Estructura del depsito libre de xido Buena resistencia al desgaste abrasivo, erosivo y corrosivo,

admitiendo impacto y ciclaje trmico

Se obtienen durezas de 70 Rb a 65 Rc


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Procesos de Fusin

Procesos de 2 Etapas Consiste en efectuar un rociado con partculas de

determinada granulometra sobre la superficie de la pieza yluego fundir las partculas

Se aplican capas delgadas de no mas de 0.2 mm de

espesor, repitiendo la operacin hasta alcanzar el espesorfinal deseado

Aplicaciones

Ejes de geometra no esbelta con dimetro menor que100 mm y una razn largo/dimetro inferior a 20

Partes y piezas de tamao tal que sea factible producirfusin superficial sin calentamiento prolongado


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Procesos de Fusin

Proceso de una Etapa

Utiliza micropolvos de partculas mucho ms pequeas paraproducir simultneamente la proyeccin y fusin

Metal base debe ser calentado en la zona a recubrir Desplazar el soplete en toda la zona a recubrir a objeto de

no elevar puntualmente la temperatura del depsito y metalbase a aquellos rangos de agotamiento del boro y el silicio


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Sistema Eutalloy


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Procesos de Fusin

Sistema Eutalloy

Diseado para efectuar rellenos y recubrimientosprotectores utilizando aleaciones micropulverizadasautofundentes de una etapa (proyeccin y fusin

simultnea) Control de material aportado permite realizar depsitos de

alta densidad, muy finos, minimizando el mecanizadoposterior


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Procesos de Fusin

Sistema Eutalloy

Equipamiento bsico

Equipo estndar de acetileno

Soplete especialmente diseado compuesto por mango,cmara de gases, venturi de aspiracin de aleacin,portaboquilla y boquilla intercambiable

Aleaciones micropulverizadas de distintas caractersticaspara diversas aplicaciones


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Procesos de Fusin

Sistema Eutalloy

Aplicaciones

Reconstruccin y proteccin de infinidad de piezas y

partes de tamao reducido como dientes de engranaje,chaveteros, camiones de ejes de leva, vlvulas , guasde cadenas, matrices, cuchillas, tornillos sin fin, etc.


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Procesos de Fusin Sistema Eutalloy

Procedimiento de Aplicacin Preparacin de la superficie

Se requiere superficie limpia, libre de lubricantes,grasas, xidos.

Regulacin de equipo Utilizar llama neutra (T aprox. 3200C)

Regulacin de presiones

O2 Acetileno

Boquilla N 53 1.5 kg/cm2 (18-20 psi) 0.2 kg/cm2

(4-5 psi)Boquilla N 48 2.0 kg/cm2 (25-30 psi) 0.4 kg/cm2

(5-6 psi)

Boquilla N 45 2.0 kg/cm2 (25-30 psi) 0.4 kg/cm2(5-6 psi)


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Procesos de Fusin Sistema Eutalloy

Procedimiento de Aplicacin Precalentamiento

Realizar un precalentamiento a toda la pieza a 120 Caprox.

Rociado y Fusin

Luego del precalentamiento, efectuar un rociado sobretoda la superficie, manteniendo el soplete a 20 mmaprox.

Espesor de capa no debe exceder los 0.2 mm por paseAsegurarse que el metal aportado alcance un color rojo

suave (850 900C) antes de iniciar la fusin Mover el soplete lentamente sin detenerse para evitar

inclusiones de escoria y gases Realizar pases sucesivos rociando y fundiendo al mismo

tiempo de modo uniforme hasta alcanzar espesordeseado


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Procesos de Fusin

Sistema Eutalloy Procedimiento de Aplicacin

Enfriamiento

Si es posible enfriar depsito lentamente para aliviartensiones

Terminacin o mecanizado Mecanizar con herramienta de corte de carburo de

tungsteno tipo ISO K10

Consideraciones generales

Cuidar distancia de proyeccin Evitar flujo incorrecto de gases

No exceder espesor indicado y asegurar que toda lapieza tenga la temp. necesaria para evitarsobrecalentamiento

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